干涉型光纖水聽器抗信號衰落技術(shù)的研究.pdf

1、傳感器和傳感技術(shù)的應(yīng)用帶動了現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的飛速發(fā)展，干涉型光纖水聽器是20 世紀70 年代末發(fā)展起來的一種新型水聲傳感器,其特點是抗干擾能力強、靈敏度高、動態(tài)范圍大。近年來，光纖水聽器技術(shù)在理論研究和工程應(yīng)用方面得到了一定的發(fā)展，并逐步開始應(yīng)用于聲納系統(tǒng)、海洋探測、石油勘探等領(lǐng)域。但是，相位隨機漂移和偏振態(tài)隨機變化而導(dǎo)致的信號衰落問題，一直是光纖水聽器系統(tǒng)研究的主要內(nèi)容。 本文主要研究干涉型光纖水聽器的相位隨機漂移和偏振態(tài)隨機變

2、化而導(dǎo)致的信號衰落問題。首先分析了光纖的相位調(diào)制機理和基于Mach-Zehnder 干涉儀的干涉型光纖水聽器的基本原理。其次研究了PGC(Phase Generation Carrier)零差檢測技術(shù)消除相位隨機變化導(dǎo)致信號衰落的原理。外界環(huán)境干擾引起干涉儀的相位隨機漂移，導(dǎo)致輸出信號衰落嚴重，甚至完全消隱。在多種干涉型光纖水聽器信號檢測技術(shù)中，PGC 調(diào)制與解調(diào)技術(shù)檢測動態(tài)范圍大、頻帶寬、適宜檢測微弱信號，能有效擬制隨機干擾信號導(dǎo)致的

3、相位衰落。本文在理論研究的基礎(chǔ)上進行了計算機仿真實驗，證明了PGC 零差檢測技術(shù)方法的可行性，并仿真驗證了調(diào)制頻率與待測信號幅度和頻率之間相互制約的關(guān)系。最后，對困擾光纖水聽器系統(tǒng)穩(wěn)定工作的另一主要因素“光波偏振態(tài)隨機變化引起的信號衰落”從理論上進行了數(shù)學(xué)分析和研究。因為光波的偏振態(tài)隨機變化會導(dǎo)致干涉儀輸出信號的相應(yīng)變化，甚至輸出信號為零的狀態(tài)，本文用計算機仿真圖形分析了信號衰落的各種情況。同時利用Jones 矩陣對分集檢測技術(shù)消偏振衰